2021年12月9日，農(nóng)學(xué)院毛碧增研究員課題組在《Industrial Crops and Products》雜志上在線發(fā)表了題為“Insight into the root growth, soil quality, and assembly of the root-associated microbiome in the virus-free Chrysanthemum morifolium”的研究論文。該成果在國內(nèi)外首次報道植物脫毒是增強植物招募微生物群落過程的重要驅(qū)動力，在調(diào)控地下植物碳分配、恢復(fù)馴化植物與有益土壤微生物相互作用的能力、提高土壤功能和作物產(chǎn)量方面具有重大作用。
植物病毒作為重要的病原物，每年給世界各地的農(nóng)作物生產(chǎn)造成的損失高達(dá)200億美元。莖尖培養(yǎng)脫毒是目前最穩(wěn)定、可靠的清除植物體內(nèi)病毒、獲得脫毒植物的生物技術(shù)，已在馬鈴薯、花卉、水果、蔬菜等作物生產(chǎn)上得到了廣泛應(yīng)用。盡管國內(nèi)外研究人員已經(jīng)從多個角度對“脫毒”的抗病毒機制進(jìn)行大量研究，但這些研究專注于植物地上的特性，忽略了脫毒種苗培育可能與地下土壤微生物相關(guān)的重要特性。調(diào)控土壤微生物的研究已經(jīng)證明具有廣泛的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的潛力。因此，解析植物脫毒對地下土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響，提高植物對環(huán)境的適應(yīng)和改造能力，對于實現(xiàn)未來高產(chǎn)高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
該研究以實驗室創(chuàng)制的杭白菊脫毒種苗和常規(guī)苗為試驗材料，對土壤物理性質(zhì)、養(yǎng)分含量，根系形態(tài)、生物量，植株農(nóng)藝性狀和品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查，用多組學(xué)技術(shù)測定及分析了根系代謝物質(zhì)和土壤微生物群落的組成及相對豐度。研究發(fā)現(xiàn)，植物脫毒在顯著提高地上生產(chǎn)力的同時，通過影響根系生長、形態(tài)、代謝物組成和數(shù)量等特征，進(jìn)而影響微生物組的組裝。根系形態(tài)（生物量、根長）、根系代謝產(chǎn)物（有機酸、氨基酸、生物堿、香豆素）以及根系釋放的有機碳對土壤微生物群落的多樣性有正向影響，并富集更多對植物生長有益、與碳氮磷循環(huán)相關(guān)的微生物種類和根際促生菌，表明脫毒通過驅(qū)動植物光合碳向地下分配，促進(jìn)了根系發(fā)育和養(yǎng)分捕獲，增強了根系-有益微生物互惠體系的構(gòu)建，從而改善根際微生態(tài)，提高地上-地下系統(tǒng)養(yǎng)分利用率和生產(chǎn)力。
浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院博士后楊傳寶為該論文第一作者，浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院研究員毛碧增為該論文的通訊作者。該工作得到了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)重大技術(shù)協(xié)同推廣項目和浙江省農(nóng)業(yè)中藥材新品種選育重大科技專項等項目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.114362
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